logo TZB-info

estav.tv nový videoportál

Reklama

Smart Cities aneb města budoucnosti I.

V češtině je koncept Smart City označován jako chytré město. První článek série seznamuje čtenáře s důvody pro hledání nových pojetí města, definuje pojem Smart City a představuje ho z různých úhlů pohledu.

Reklama

Anglické slovní spojení Smart City se posledních několik let skloňuje ve všech možných směrech a patrně každý z nás se s ním již v nějakém významu shledal. Na zahraničních serverech existuje velké množství různých publikací, které se zabývají právě touto problematikou. Bohužel v českém jazyce dosud neexistuje ucelený přehled o současném stavu v tomto velmi mladém oboru. Tento úvodní článek si dává za cíl čtenáři osvětlit pojem Smart City a seznámit jej s obecným konceptem a motivací pro jejich vznik. V návaznosti na tento článek vyjdou další pokračování, která se budou podrobněji zabývat jednotlivými aspekty publikovanými v tomto článku. Samotný termín Smart City vznikl v průběhu 90. let ve Spojených státech. Existuje několik dalších termínů, např. „Digital City“, „Inteligent City“, „Information City“, které v podstatě nazývají jiným způsobem to samé, co se skrývá pod označením Smart City. V českém překladu se tento termín překládá jako chytré město.

1. Motivace pro vznik Smart City iniciativy

Než se pustíme do další diskuze o chytrých městech, je nezbytné zdůvodnit motivaci pro jejich vznik. Města hrají hlavní roli v sociálních a ekonomických aspektech po celém světě a mají obrovský dopad na životní prostředí [1]. Nejprve několik statistických čísel, které neinformovaného čtenáře možná poněkud zaskočí, ale je nutné, je znát, než budeme pokračovat dále. Na Obr. 1 vidíme populační růst, který celosvětově proběhl v uplynulých 35 letech od roku 1980 do roku 2014. Veškeré údaje pocházejí z oficiálních údajů na severu Spojených národů (United Nations) [2]. Z grafu lze vyčíst, že za tuto dobu došlo na celém světě k nárůstu počtu obyvatel o více jak 2,8 miliardy, což odpovídá přírůstku více než 60 %!

Obr. 1 – Graf zobrazuje celosvětový růst populace mezi 1980–2014
Obr. 1 – Graf zobrazuje celosvětový růst populace mezi 1980–2014
 

Pokud se na tyto data podíváme podrobněji dle jednotlivých kontinentů, pak z Tab. 1 zjistíme, že z celkového celosvětového přírůstku za posledních 35 let připadá rovných 2,4 miliardy na Asii a Afriku. Zároveň vidíme, že přírůstek v Evropě byl pouhých 6 % a vzhledem k ostatním kontinentům se jedná o naprosto zanedbatelný počet.

Tab. 1 – Přírůstek počtu obyvatel dle kontinentů mezi lety 1980–2014 (počet obyvatel v tisících)
Světadíl19802014Rozdíl 1980 − 2014% přírůstek
Celý svět4 439 6327 265 7862 826 15464
Afrika477 9651 156 649678 684142
Asie2 625 5844 349 5611 723 97766
Evropa693 859738 01644 1576
Latinská Amerika a Karibik365 035627 641262 60672
Severní Amerika254 217355 161100 94440
Oceánie22 97238 75915 78769

Pokud nahlédneme na budoucí předpověď serveru United Nations, pak uvidíme průběhy, které jsou na Obr. 2. Z nich je patrné, že populační exploze v Asii bude postupně slábnout, zatímco jen v Africe v následujících 35 letech přibude více jak 1,2 miliardy. Jinak řečeno počet obyvatel v Africe se v nadcházejících 35 letech zdvojnásobí. Jediný kontinent, kde je předpovídán naopak úbytek obyvatel, je Evropa. Zde se odhaduje, že se počet obyvatel sníží o téměř 4 %, pokud nedojde k masivní imigraci.

Obr. 2 – Graf zobrazuje celosvětový růst populace mezi 2015–2050
Obr. 2 – Graf zobrazuje celosvětový růst populace mezi 2015–2050
 

Z Tab. 2 lze snadno vyčíst, že přírůstek obyvatel bude v nadcházejících 35 letech klesat vzhledem k letům 1980–2014. Pokud se podíváme na první řádek, pak zjistíme, že počet obyvatel stoupne o další téměř 2,3 miliardy do roku 2049. Lze tedy očekávat, že kolem roku 2055 bude na této planetě žít 10 miliard obyvatel.

Tab. 2 – Přírůstek počtu obyvatel dle kontinentů mezi lety 1980–2049 (počet obyvatel v tisících)
Světadíl1980201420152049% přírůstek 1980–2014% přírůstek 2015–2049
Celý svět4 439 6327 265 7867 349 4729 673 0576432
Afrika477 9651 156 6491 186 1782 435 326142105
Asie2 625 5844 349 5614 393 2965 259 1176620
Evropa693 859738 016738 442708 3746−4
Latinská Amerika a Karibik365 035627 641634 387782 5627223
Severní Amerika254 217355 161357 838431 5004021
Oceánie22 97238 75939 33156 1786943

Jestliže se dále v Tab. 2 podíváme na přírůstek počtu obyvatel jednotlivých kontinentů, pak zjistíme velmi důležitý poznatek. Budeme-li za vyspělé kontinenty považovat Severní Ameriku, Evropu a Oceánii, pak tyto kontinenty mají v roce 2014 přes 1,1 miliardy obyvatel. Pokud budeme za rozvojové kontinenty považovat Asii, Afriku a Latinskou Ameriku, pak tyto kontinenty mají v roce 2014 přes 6,1 miliardy obyvatel. Z těchto čísel je jasné, že světový blahobyt určitě nelze zajistit tím, že přesuneme lidi z rozvojových států do vyspělých.

Nyní jsme si ukázali, že počet obyvatel bude i v dalších letech růst a s tím přímo souvisí fakt, že čím dál tím více lidí žije ve městech. Tento proces, kdy se obyvatelé stěhují do městských aglomerací, se nazývá urbanizace. Urbanizace je velmi úzce spjata s průmyslovou revolucí, která vypukla v 19. století, a stěhováním obyvatel zaměstnaných v zemědělství z vesnic do městských továren a podniků, což vedlo ke vzniku velkého množství městských aglomerací. Míru urbanizace lze číselně vyjádřit jako podíl obyvatelstva žijícího ve městech oproti celkovému počtu [3]. Pomyslným stropem, kam až může míra urbanizace růst, je kolem 90 %. Z Tab. 3 můžeme vidět, jak se vyvíjí míra urbanizace od roku 1950 a jaká je její předpověď do roku 2050. Je patrné, že i nadále se bude zvyšovat počet obyvatel, kteří žijí ve městech. Jen pro srovnání, v České republice je míra urbanizace 75 %, takže pouze čtvrtina obyvatel žije na venkově [4].

Tab. 3 – Procentuální míra urbanizace dle kontinentů od roku 1950
AfrikaAsieEvropaLatinská AmerikaSeverní AmerikaOceánie
1950141651416462
1975262465617472
2000363771767970
2025475077848671
2050626584899075

Co je dále zajímavé, že v roce 1950 existovala pouze jedna metropolitní oblast s více než 10 miliony obyvatel (New York), v roce 1975 bylo takovýchto oblastí pět, v roce 2000 již devatenáct a v roce 2015 jich je dvacet tři. Detailnější informace ohledně světové urbanizace lze nalézt [2]. Ze všech předchozích údajů zmíněných výše vyplývají dvě nesmírně důležité informace. Zaprvé dochází k neustálému nárůstu počtu obyvatel na celém světě. Zadruhé dochází k velké migraci lidí do městských aglomerací. Důvod, proč se velké množství vědeckých institucí na celém světě orientuje na výzkum v oblasti Smart City, vyplývá z těchto předpokladů. Samozřejmě toto není jediný důvod, proč se mnoho vědeckých institucí a firem orientuje tímto směrem.

Obr. 3 – Smart City Initiative (IBM, 2008) [5]
Obr. 3 – Smart City Initiative (IBM, 2008) [5]

Další obrovskou motivací především pro privátní firmy je bezesporu vytvoření nového průmyslového odvětví. První globální technologická firma, která začala diskutovat termín Smart City, byl americký gigant IBM [5]. V roce 2008 publikovali svůj koncept Smart City, který je ukázán na Obr. 3. Nyní se tomuto tématu věnují všechny přední globální technologické firmy jako Apple, Google, Microsoft, Cisco, Honeywell, Siemens, Bosch, Samsung atd.

Je důležité zmínit, že celé toto téma se začalo vážněji diskutovat právě od roku 2008. Důvodů, proč tato diskuze začala právě v době finační krizi, může být několik. Jako první připadá v úvahu fakt, že Smart City se zabývá kromě jiného efektivitou a optimalizací využití energií, dopravní infrastruktury či zlepšení funkce městské správy např. prostřednictvím veřejné online dostupnosti infromací a dat s cílem umožnit občanům přehled o hospodaření, službách nabízeným veřejnosti či zefektivnit podnikatelské prostředí atd. Dalším důvodem může být také fakt, že technologické firmy si v dobách finanční krize začaly hledat nový zdroj příjmů a jedním z nich může být právě koncept Smart City. Právě tato motivace je terčem kritiky, jelikož říká, že se jedná o prostředek firem, jak dosáhnout vyšších zisků, než o něco opravdu důležitého a potřebného pro lidi. K této motivace se ještě vrátíme později, abychom jsme si na konkrétním příkladu ukázaly, že Smart City je velmi dobrá myšlenky, ale musíme hledat limity, kdy je prospěšná a kdy už naopak škodí.

Další motivací pro vznik tohoto konceptu je skutečnost, že mnoho dílčích částí města je buď vyřešeno, nebo se na nich pracuje. Uveďme nyní několik jednoduchých příkladů, aby si čtenář dovedl udělat představu.

Vezměme si samotný koncept budov a dopravy. Budovy umíme navrhnout, postavit, osadit potřebnými technologiemi (vytápění, chlazení, zabezpečovací a požární systémy, přístupové systémy, kamerové systémy atd.) a prostřednictvím vhodných opatření dovedeme snížit jejich energetickou náročnost na minimum. Zároveň umíme celou budovu efektivně řídit pomocí regulace a propojit jednotlivé systémy v rámci budovy, abychom docílili ještě větší efektivity. Veškerá data umíme rovněž shromažďovat na centrálním dispečinku a máme tak dokonalý obrázek o celé budově. Toto dnes není nic převratného a takovéto budovy se dnes staví naprosto běžně – tyto budovy jsou nazývány inteligentní budovy. Doprava je bezesporu velmi složitý a dynamický systém, ale na jednu stranu umíme naše silnice a dálnice osadit mnoha snímači, které nám opět dovolí sbírat ohromné množství dat o aktuálním stavu dopravy (rychlosti automobilů, informace o dopravních zácpách, koncentrace škodlivých látek atd.). Tyto data opět umíme přenést prostřednictvím internetu na vzdálený cloud, kde je můžeme uložit. Do této doby jsme neřekli v tomto odstavci nic nového, co bychom již neuměli. Ačkoliv lze určitě budovy i dopravu dále vylepšovat, je neoddiskutovatelným faktem, že umíme sbírat data z těchto konkrétních systémů. Nyní přichází na řadu koncept Smart City a vyvstává klíčová otázka – nemohou nám data z jednotlivých systémů říci o městě ještě něco dalšího a pomoci nám v jeho vylepšení, pokud budeme hledat vzájemné závislosti? Co tím myslíme? Představme si, že onou budovou bude nákupní centrum, které nám bude poskytovat informaci, že v něm žádné volné parkovací místo není a zároveň tato skutečnost bude přenášena do systému dopravy, který nás následně nejlepším možným způsobem dovede k volnému parkovacímu místu v nejbližším okolí. Dalším dílkem je samotný automobil, které jsou již v dnešní době vybaveny systémy, které nám umožňují komunikovat s dalšími systémy.

Nyní se vraťme k bodu, kdy jsme řekli, že Smart City může být pouze marketingová značka a slouží pouze ke zvýšení zisků firem, aniž by přinášel významnou přidanou hodnotu. Toto může a nemusí být pravda. Je na nás na obyvatelích a občanech jednotlivých měst a států, abychom toto uměli rozlišit a investovali pouze do toho, co má skutečně smysl. Dodnes se mi vybavuje před očima scéna, kdy sedíme v jedné posluchárně a výklad přednášejícího je neustále doprovázen zvukem signalizujícím vytahování, zatahování či natáčení žaluzií podle toho, jestli zrovna zašlo slunce pod mrak nebo ne. Následně to jeden ze sedících posluchačů nevydržel a dotázal se přednášejícího: „Omlouvám se, ale nebylo by možné něco udělat s těmi žaluziemi? Myslím, že nejsem jediný, koho to tady ruší, a navíc je zbytečné tady sedět ve tmě a mít rozsvícená světla, když je venku hezky .“ (Pozn.: byl květen.) Načež jsme obdrželi vskutku zajímavou odpověď: „Vážený pane, toto nelze, je to řízené plně automaticky.“ Toto je dobrý příklad toho, že systémy by se vždy měly navrhovat s jistou dávkou „lidskosti“, která je patrně těžko číselně vyjádřitelná, ale myslím, že každý z nás svým způsobem cítí, kdy už je technika na škodu a kdy ku prospěchu. Toto je důležité mít na paměti i v rámci Smart City. Zároveň je nezbytné zdůraznit, že Smart City není pouze technický obor, ale jedná se o obor interdisciplinární, což znamená, že zahrnuje propojení různých profesí.

Smart City tedy nejsou jen o nejmodernějších technologiích. Technika zde vystupuje jako jeden z nástrojů, který má obyvatelům města zajistit kvalitní a bezpečný život a zefektivnit využívání energií a obecně nabízených služeb. Toto je nutné mít neustále na paměti. To, že má město inteligentní a energeticky efektivní pouliční osvětlení, ještě neznamená, že je zároveň Smart. Na druhou stranu je neoddiskutovatelný fakt, že města spotřebovávají mezi 60 až 80 % energie na celém světě a jsou zodpovědné za velké podíly emisí skleníkových plynů [6], [7]. Z tohoto důvodu je nezbytné i snížení energetické náročnosti měst a omezení emisí skleníkových plynů, což je další z důležitých cílů Smart City.

V této kapitole se čtenář seznámil, proč je nutné se orientovat na Smart City a jaké jsou motivace pro další výzkum a vývoj. V následující kapitole se budeme věnovat samotné problematice definice termínu Smart City.

2. Definice Smart City

Tato kapitola se bude zabývat samotnou definicí chytrého města. Tento obor je poměrně unikátní v tom, že zahrnuje spolupráci mezi mnoha na první pohled odlišnými obory, které by se v rámci Smart City měly propojit do jednoho komplexního celku. Toto je dáno samotnou skutečností, že město je složitá entita, která se skládá z lidí, budov, dopravní infrastruktury, IT infrastruktury, ekonomiky, apod. Nejedná se tedy pouze o technický obor, jak si mnozí lidé myslí. Pro splnění cílů Smart City, které jsou diskutovány v následující kapitole, je nutná spolupráce mezi mnoha vědními obory, od technických či ekonomických přes právní až po humanitní. Z tohoto vyplývá, že dosud existuje mnoho různých definic, které z velké části říkají totéž, ale neexistuje jedna unikátní, která by byla obecně akceptovaná. Toto je z velké části zapříčiněno právě faktem, že se jedná o nesmírně široký obor. Níže můžete nalézt jen výčet definic od respektovaných institutů a firem:

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) [8]: „Smart City sdružuje technologie, vládu a společnost, aby umožnila splnění cílů chytrých měst: chytrá ekonomiky, chytrá mobilita, chytré životní prostředí, chytří lidé, chytré bydlení, chytrá správa a řízení města.“

Smart Cities Council [9]: „Chytré město je celek, který má vestavěné digitální technologie ve všech městských funkcí.“

Department for Business, Innovation and Skills [10]: „Koncepce není statická, neexistuje absolutní definice chytrého města, žádný konečný bod, jedná se spíše o proces či sekvenci kroků, kterými se města stávají více „obyvatelnými“ a pružnými, a tím, schopné rychleji reagovat na nové výzvy.“

Evropská komise [11]: „Chytré město je místo, kde jsou tradiční sítě a služby poskytovány efektivněji s využitím digitálních a telekomunikačních technologií ve prospěch jejich obyvatel a firem.“

Business Dictionary [12]: „Rozvinutá městská oblast, která vytváří udržitelný hospodářský rozvoj a vysokou kvalitu života tím, že vyniká v několika klíčových oblastech: ekonomika, mobilita, životní prostředí, lidé, bydlení a vláda. Vynikat v těchto klíčových oblastech lze provést prostřednictvím silného lidského kapitálu, sociálního kapitálu a infrastruktury informačních a komunikačních technologií (ICT).“

Již z pouhých těchto pěti definic si čtenář může udělat představu, o jak nesmírně široký obor se jedná. IEEE ve své definici uvádí, že Smart City sdružuje technologie, vládu a společnost v jeden celek a hlavním požadavkem je splnění cílů šesti klíčových oblastí. Smart Cities Council se zmiňuje pouze o všudypřítomných digitálních technologiích, ale neříká nic o cílech a požadavcích. Naproti tomu Evropská komise říká, že tradiční služby a sítě jsou poskytovány efektivněji za přispění technologií ve prospěch občanů. Definice je nicméně velmi strohá a soustředí se pouze na městské funkce. Business Dictionary naopak hovoří o dvou klíčových cílech, tedy o udržitelném rozvoji a vysoké kvalitě života občanů, a dále zmiňuje, jakými prostředky toho lze dosáhnout. Záměrně byla přeskočena definice od Department for Business, Innovation and Skills, která říká, že transformace měst do Smart City je série procesů, kterými splníme cíle v klíčových oblastech. Právě k této definici výše se autoři nejvíce přiklánějí.

Primárním cílem Smart City je nalézt koncept, který bude schopný městům zajistit trvale udržitelný model rozvoje, vynikající kvalitu život, bezpečnost a maximální efektivitu využití energie. To vše za přispění využití nejmodernějších technologií. Trvale udržitelný model je podle českého zákona o životním prostředí: „takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů“ [13]. Definovat pojem kvalita života je samo o sobě velmi složité, jelikož kvalitní život si každý z nás představuje jinak. Pokud bychom ovšem přesto měli vybrat jednu definici, pak se přikláníme k [14]: „kvalita života jsou nehmotné aspekty života, tj. zdraví, společenské vztahy, kvalita přírodního prostředí, existující životní podmínky a osobní blahobyt.“

Je nutné poznamenat, že Smart City je velmi mladý obor a stojíme na samém počátku, kdy není ještě zcela jasné, kam se celý koncept bude v budoucnosti ubírat. Velké množství publikací, které v současné době vznikají, jsou velmi obecné a jejich vypovídající hodnota je velmi sporná. Mnoho z těchto publikací se snaží nalézt jednotný systém hodnocení „chytrosti“ měst. Pokud máme k tématu Smart City přistupovat obecně, pak je důležité definovat kroky a procesy, kterými se město stane Smart, protože pro město v Africe bude mít termín Smart jiný význam než pro velkoměsta jako New York, Tokio či Londýn. Zatím existuje několik přístupů k tomu, jakým způsobem měřit „chytrost“ jednotlivých měst. Nejčastěji se uvádí, že „chytrost“ měst lze určit pomocí šesti klíčových oblastí – chytrá ekonomika (smart economy), chytrá mobilita (smart mobility), chytré životní prostředí (smart environment), chytří lidé (smart people), chytré bydlení (smart living), chytrá správa a řízení města (smart governance) [15]. Bližšímu zkoumání, co se za těmito kategoriemi ukrývá, se bude věnovat následující kapitola.

3. Šest hlavních kategorií Smart City

V předcházející kapitole jsme si město rozdělili na několik kategorií, kterým se budeme blíže věnovat v této části článku. Důvod tohoto rozčlenění je nalézt v každé z těchto kategorií klíčové indikátory (Key Performance Indicators), pomocí nichž bude možné měřit „chytrost“ měst. Jelikož zatím existuje mnoho různých publikací, které se zabývají tímto hodnocením, a není jednoznačný dokument, který měří „chytrost“ měst, můžeme níže nalézt výčet nejčastěji diskutovaných klíčových oblastí:

  • Chytrá ekonomika – veřejné výdaje na výzkum a vývoj, výdaje na vzdělávání, HDP na hlavu obyvatele, míra nezaměstnanosti
  • Chytrá mobilita – místní dostupnost, (mezi)národní dostupnost, dostupnost ICT infrastruktury, počet kilometrů cyklostezek, možnost sdílení kol, smrtelné úrazy a emise uhlíku
  • Chytré životní prostředí – produkce emisí CO2, efektivita využití elektrické energie, efektivita využívání vody, plocha zastoupená zelenými plochami (parky), intenzita emisí skleníkových plynů z energetické spotřeby, rozrůstání a udržitelnosti města, podíl recyklovaného odpadu
  • Chytří lidé – účast na celoživotním vzdělávání, přihlášky vynálezů na obyvatele, procento obyvatel s vysokoškolským vzděláním
  • Chytré bydlení – podíl plochy pro rekreační sporty a volný čas, počet veřejných knihoven, celková výše úvěrů, návštěvy muzeí, divadel a kin
  • Chytrá správa a řízení města – počet univerzit a výzkumných center ve městě, on-line dostupnost informací, procento domácností s přístupem k internetu, kriminalita

V rámci těchto šesti klíčových oblastí existuje několik indikátorů, které lze sledovat a především jednoznačně měřit, abychom mohli „chytrost“ měst porovnávat mezi s sebou. Každý indikátor musí mít, kromě hodnoty vyjadřující jeho kvalitu, i jeho význam. Jelikož např. počet muzeí ve městě bude mít jiný význam než míra kriminality či nezaměstnanosti. Právě najít rovnováhu mezi jednotlivými indikátory je důležité pro správné hodnocení Smart City. Autoři si nedávají za cíl věnovat se detailně měření „chytrosti“ měst, ale považují za důležité čtenáře blíže seznámit s těmito aspekty.

4. Závěr

Článek se zabývá problematikou Smart City a detailně diskutuje, proč tato iniciativa vznikla a jaké jsou hlavní důvody pro výzkum a vývoj v této oblasti. Vzhledem k populační expanzi za posledních 35 let a velké míře urbanizace, která bude do budoucna dále vzrůstat (především v rozvojových zemích), se jedná o nesmírně důležité téma, které je především od roku 2008 velmi diskutováno. V další části je čtenáři představena definice termínu Smart City. Jelikož existuje velké množství definic, jsou představeny definice od významných institucí. Nejdůležitější na iniciativě Smart City je zajistit občanům měst trvale udržitelný model a kvalitu života. Nic z toho nemůže být uděláno skokově, ale transformace města na Smart City je série procesů. Dále je představeno šest klíčových oblastí, na které je možné město rozdělit, aby bylo možné hodnotit „chytrost“ daného města a cíle, které má Smart City splňovat. Klíčové oblasti jsou životní prostředí, bydlení, lidé, mobilita, ekonomika a chytrá správa a řízení města. Z celého článku je patrné, že Smart City je silně interdisciplinární obor a vyžaduje velkou míru spolupráce mezi mnoha různými obory. Nelze na toto téma nahlížet pouze jako na technický obor, ale je nutné zapojit ekonomické, humanitní či právní obory. V dalším článku se zaměříme se na nejdůležitější aspekt celého Smart City – propojení jednotlivých systémů.

5. Literatura

English Synopsis
Smart Cities - the cities of future

First article from the Smart city series deals with occations for new urban conceptions, defines the Smart City idea and describes it from different points of view.

 
 

Reklama


© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2024, všechna práva vyhrazena.